湖北省高速公路实业开发有限公司湖北武汉430000
摘要：在现代基础建设过程中，离开不了的钢筋混凝土施工，钢筋混凝土施工又离开不了模板加工与安装，模加工安装、组合拼装受力计算是确保模板工程安全及混凝土浇筑过程的安全保证，又是混凝土外观、线型美观不可或缺的步骤。在新建工程中主要以组合大型钢模板为主，场地宽扩，适宜大型吊装机械操作，受力计算相对简单。但许多高速公路后期运营过程的维修工程中，施工场地小，大型吊装机械无操作空间，无法采用大型组合钢模板，只能采用小型模板拼装施工。为了保证施工质量及施工安全，受力计算是重中之重，本文针对此内容结合实际项目作受力分析，以为同行在施工中作为参考。
关键词：小型钢模板；拼装施工；拉杆布设；受力计算
引言：在现代基础建设过程中，离开不了的钢筋混凝土施工，钢筋混凝土施工又离开不了模板加工与安装，模加工安装、组合拼装受力计算是确保模板工程安全及混凝土浇筑过程的安全保证，又是混凝土外观、线型美观不可或缺的步骤。在许多高速公路后期运营过程的维修工程中，施工场地小，大型吊装机械无操作空间，无法采用大型组合钢模板，只能采用小型模板拼装施工。为了保证施工质量及施工安全，受力计算是重中之重。结合实际施工实例对受力计算过程进行分析，总结计算成果。
1.工程概况
湖北省某高速公路已建成通车，其中在K86+450-K86+490段路基为横向陡坡高填路段，左右侧最大填方高差达8.5m，右侧路堤设置8m高重力式挡土墙。受于2017年10月秋汛，右侧路堤墙体发生破裂，同时右幅路面开裂，裂缝宽度约1-10mm，长约70m。为应急抢险加快道路正常运营，路基先期采用钻孔注浆的措施进行抢险加固，但路堤填方受降雨影响后仍有可能滑移，需对路堤边坡进行治理。
经地质勘察及边坡稳定性分析，判定该段右侧边坡变形是路基填筑土方的土质滑坡所致。该滑坡在天然状态下处于基本稳定状态，但在暴雨或持续降雨状态下处于欠稳定状态。
经多方面综合分析比较，并结合施工现场情况及咨询单位、专家意见等，采用抗滑桩板墙、修复挡土墙、路面灌浆修复（已实施）相结合的综合方案。
在K86+430?K86+493范围内（已施做挡土墙外侧1米左右处）设置抗滑桩，桩身2m*1.5m，间距4.5米，桩顶高程403米，桩底高程380米，单根全长23米，外露部分高度为4-8米，桩间外露部分铺设挡土板，共15根桩。
抗滑桩穿越滑动面并固定于岩层中，按照悬臂段和锚固段分别进行桩体配筋，桩体上半部分悬臂段长度为8米，锚固段设计长度为10米。主筋采用Φ36的HRB400的螺纹钢筋，锚固段最大配筋率为1.3%，桩体采取C30砼浇注。
2.工程特点分析
本工程位于路堤墙边侧，且坡底临河，施工场小，大型机械操作空间小，不宜采用大型机械施工。故本工程抗滑桩深埋段采用人工挖孔，砼护壁，外露段采用小平面钢模板拼装。
3.工程施工简要施工工序、工艺
抗滑桩施工工序为：施工准备-放线、定桩位-开挖桩孔-地下水处理-护壁-钢筋笼制作与安装-地下桩混凝土浇筑-混凝土养护-悬臂段钢筋加工与安装-模板安装-悬臂段混凝土浇筑-混凝土养护-拆模等。
因悬臂段长度为4-8米，为高墩施工。为了保证施工安全，对抗滑桩地下部分采用先挖孔成桩后，再对地上悬臂段参照桥梁高墩施工工艺进行施工。
4.悬臂段即外露段桩身施工模板设置及混凝土浇筑要求
悬臂段长度为8米，为高墩施工。模板采用小平面钢模板拼装，对拉杆加固，外用锁扣钢管加固，缆风绳斜拉稳固并作桩身垂直度调整。
模底四周采用平台或基础预埋铁件固定，上部四周设置风缆，风缆用花篮螺栓同地锚紧固。柱模底周，用干硬性水泥砂浆找平。模板采用葫芦拉起吊装，先下部对位固定（比对四周控制线、墩柱中心线），然后挂垂球，检查中心对中和桩身模板垂直情况，调整风缆，使桩身中心、模板中心、设计墩柱轴心“三心合一”。调整时，用花篮螺栓调整上端至模板各面竖直并固定，确保模板稳固。严格控制拼装缝安装精度，拼缝中夹海绵止浆条。
混凝土浇筑速度不得超过3m/小时，严格控制速度，若混凝土塌落度超过200mm,浇筑速度应进一步减缓。
为使拼装模板形成整体，在模板外侧形成“十”字交叉钢管加固，对拉杆穿“十”中心对拉。每排四根对拉杆，间距控制在50cm×80cm内，四个方向交叉布置。对拉杆不得小于Φ16。
5.模板拼装实施方案
现场施工采用1.5m*1.0m小型平面模板拼装组合施工，相邻模板间采用螺栓锁紧形成整体，外侧采用钢管增加模板肋，结合对拉螺杆固定。桩体2m边侧采用两块平面模板组合成1.5m*1.0m，依次组装成竖向整体；桩体1.5m边侧采用单块平面模板依次组装成竖向整体。
模板外侧采用水平双钢管做横向加固，外侧采用垂直双钢管做竖向加固，对拉杆穿心锁定在竖向双钢管。
6.模板及拉杆受力计算
6.1新浇混凝土对模板侧面的压力计算
在进行侧模板及支承结构的力学计算和构造设计时，常需计算新浇混凝土对模板侧面的压力。混凝土作用于模板的压力，一般随混凝土的浇筑高度而增加，当浇筑高度达到某一临界值时，侧压力就不再增加，此时的侧压力即为新浇混凝土的最大侧压力。侧压力达到最大值的浇筑高度称为混凝土的有效压头。
采用内部振捣器，当混凝土浇筑速度在2.0m/小时以下时，新浇混凝土作用于模板的最大侧压力，可按以下二式计算，并取二式中的较小值。
综上，大模板混凝土侧压力标准值为40.41KN/m2,设计值为18.068KN/m2，现场采用平面钢模板，模板刚度满足要求。
6.2拉杆及栏杆上螺栓
模板拉杆用于连接左右两侧模板，承受混凝土侧压力和其它荷载，使模板采用平面钢模有足够的刚度和强度。本工程模板拉杆采用对拉螺栓，采用Φ16精轧螺纹钢制作。其计算公式为：
F=PmA
式中：F——模板拉杆承受的拉力（N）；
Pm——混凝土的侧压力（N/m2）；
A——模板拉杆分担的受荷面积（m2），其值为A=a×b（a为模板拉杆的横向间距，b为模板拉杆的纵向间距，单位均为m）。
拟设拉杆布置为0.65m×0.75m，则单根拉杆所受拉力为F=40.41×0.4875=19.7KN
已知查表得Φ16精轧螺纹钢最大抗拉力Fj=24.5KN
由Fj＞F知拉杆满足抗拉要求。
6.3模板加固
根据上述计算结果，模板施工如下图进行。采用拉杆不小于M16，浇筑速度不得大于2m/小时，即单根桩身施工时不得超过6m3/h。因采用拼装模板，且高度最高达8m,现场应该设置两层风缆进行加固及校正桩身垂直度。
7.混凝土浇筑实施方案
7.1采用吊车浇筑
采用吊车浇筑时，混凝土水灰比可以相对较小，混凝土的有效压头高度相对较小，可以适当增加浇筑速度，但现场混凝土塌落度大于150mm时，应及时控制浇筑速度。
两根桩同时浇筑时，应在两根桩间来回交换浇筑，以使混凝土留有合理的初凝时间，减小浇筑时混凝土对模板的侧压力，增大安全系数。
7.2采用泵车浇筑
采用吊车浇筑时，混凝土水灰比可以相对较大，混凝土的有效压头高度相对较大，可以应减缓浇筑速度，但现场混凝土塌落度大于150mm时，应及时控制浇筑速度。
两根桩同时浇筑时，应在两根桩间来回交换浇筑，以使混凝土留有合理的初凝时间，减小浇筑时混凝土对模板的侧压力，增大安全系数。每次浇筑时不得连续浇筑高度超过1.5m，下一次浇筑时应在前一次浇筑混凝土表面初凝浇筑，且第三次浇筑时第一次浇筑的混凝土必须达到初凝。
加强杆及对拉杆示意图
8.安全支架及临时安全通道实施方案
安全支架及临时安全通道搭设时，地面平整，底托完整且平整，若存在残缺的必须增加木方或槽钢支垫。安全支架步距按60×90cm布设，临时通道应铺设50cm踏板，且在两侧设安全防护网。支架外围布设剪刀撑进行加固。
结束语：
根据上述实例，在施工过程中严格按受力计算控制拉杆的布置，在混凝土浇筑过程中根据实际混凝土塌落度随时调整浇筑速度，并派专人对浇筑过程的松动拉杆及时敲紧。15根抗滑桩全部安全保质保量按时完工。所以在特殊情况下，通过对模板的受力计算及拉杆的受力计算，科学的布设拉杆，可以有效的确保模板工程安全，减少安全事故发生。
参考文献：
1、《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）
2、《组合钢模板技术规范》〔GB50214〕